Month: October 2012

Movimento em água quente e fria


Água fria na esquerda e quente na direita.
O corante vermelho se espalha rapidamente por todo o líquido que está quente, mas faz isso de forma um pouco mais lenta no líquido frio. Por que?
A explicação vem de 1827, quando o botânico escocês Robert Brown observou, por meio de um microscópio, pequenos grãos de pólen de plantas, que flutuavam dentro da água. Sua hipótese foi da existência de vida naqueles pólens, pois não havia outra explicação de onde vinha aquela energia que movia essas partículas. Ele testou outras substâncias, como teia de aranha, e até substâncias inorgânicas, descartando a possibilidade de ser em relação a vida. Várias explicações foram dadas até que em 1877, o jesuita belga Joseph Delsaulx escreveu: “No meu modo de pensar, esse fenômeno se deve ao movimento térmico das moléculas do líquido que circunda as partículas”.

O movimento das partículas em um líquido é um caminho irregular e imprevisível. E atualmente é conhecido como movimento browniano, em homenagem a Robert Brown.
As moléculas da água estão em constante movimento e se colidam, continuamente, e foi isto que Brown observou na mistura de água e pólen.

De acordo com a experiência registrada na fotografia acima, as moléculas do corante colidam com as da água, que também estão em movimento. A água quente tem suas moléculas mais agitadas por causa da temperatura elevada, permitindo assim um deslocamento mais rápido das partículas. Assim, o corante se dispersa mais facilmente do que na água fria.

Texto escrito por Victória Kopp.

Imagem em comemoração à Semana Nacional de Ciência e Tecnologia.

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Expansão adiabática em refrigerantes

gargalo de garrafa com nuvem
Este é um registro do rápido momento em que abrimos uma garrafa de algum refrigerante gasoso. Os refrigerantes que contém gás, normalmente o gás carbônico (CO2), podem gerar esta espécie de nuvem quando são abertos rapidamente. Isto ocorre porque a pressão dentro da garrafa é diminuída bruscamente. A variação de pressão causa um fenômeno chamado de expansão adiabática. Nesta expansão o gás não tem tempo de trocar calor com as vizinhanças, e como consequência a expansão é realizada às custas do uso da energia do próprio gás, resultando assim em uma diminuição de temperatura.

A queda de temperatura causa uma condensação do vapor de água presente dentro, e fora, da garrafa. A condensação do vapor gera o aparecimento de gotículas de água em suspensão, o que permite a visualização da ‘nuvem’.

É interessante perceber também que a ‘nuvem’ desce pelas laterais do gargalo. Isto acontece porque o ar resfriado tende a ser mais denso, do que o ar em volta a uma temperatura maior, e portanto gera este efeito de escorrimento pelas laterais da garrafa.

Dica de um artigo que trata deste assunto:
(O artigo está disponível somente em acesso restrito (via Portal Periódicos Capes))
Vapour pressure and adiabatic cooling from champagne: slow-motion visualization of gas thermodynamics
Michael Vollmer e Klaus-Peter Möllmann
Physics Education volume 47; Número 5; página 608; Ano 2012 doi:10.1088/0031-9120/47/5/608

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

Imagem em comemoração à Semana Nacional de Ciência e Tecnologia.

Imagem em licença Creative Commons (by-nc-nd 2.0). Via jgiacomoni.

Tecido em ácido sulfúrico concentrado

tecido de algodão com gotas de ácido sulfúrico concentrado em um vidro relógio
É isto que vai acontecer com o seu guarda-pó se você acidentalmente pingar ácido sulfúrico concentrado no tecido.

Os furos apareceram logo nos primeiros 10 minutos de contato, e a ação do ácido continuou enquanto o ácido umedecia o tecido. Aos poucos esta coloração amarelada vai tornando-se preta devido à reações do ácido com a celulose do algodão, em uma reação muito semelhante à que ocorre quando colocamos ácido sulfúrico concentrado em açúcar.

Se o ácido for mais diluído os furos só serão percebidos após algum tempo, normalmente após uma lavagem do tecido, que ocorre pela fragilização do local que ficou em contato com o ácido.

Se ocorrer algum acidente com ácido, mesmo que diluído, as roupas devem ser removidas do contato com a pele, pois mesmo os vapores podem ser agressivos.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

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Imagem em comemoração à Semana Nacional de Ciência e Tecnologia.